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“质量”是学生在中学科学课堂中第一个遇到的极其抽象的物理概念。教材是这样定义“质量”概念的：质量可以表示物体所含物质的多少。根据这一定义，我们大概能够解释“质量是物体的一种属性，它不随物体的形状、状态、温度、地理位置的改变而改变”。
我们先来回顾物理学家对质量概念的认识历程。牛顿是这样来定义的：“物质的量是用它的密度和体积一起来量度的。所以空气的密度加倍，体积加倍，它的量就增加到四倍；体积增加到三倍，它的量就增加到六倍。……我在以后不论何处称之为‘物质’或‘质量’的，就是指这个量而言。”牛顿还写道：“抵抗……正比于物质的量，即正比于经受抵抗的粒子的数目。”
在这里，我们可以归纳牛顿对质量的认识：第一，“物质的量”“物质”和“质量”是同一概念（到了近代，“物质的量”和“质量”已分道扬镳）。第二，质量是用密度和体积的乘积来定义的。反映了要素及要素间的关系。第三，质量的大小与构成物体的微观粒子的量有关。反映了质量与物质结构的关系。第四，质量与力（抵抗）之间存在数学关系。
在经典物理学中，质量是一个不可或缺的基本物理量，它决定着物体的惯性和引力的大小。但现代物理学尤其是精密宇宙学告诉我们，在宇宙目前的能量密度中“暗能量”约占 72%，“暗物质”约占 24%，而经典意义上的具有质量的物质只占区区4%。这4%的可见物质已经包含了可观测宇宙中近千亿星系、每个星系中近千亿恒星以及我们熟悉的地球上数十亿的灵长类生物。此时，“质量”概念就不再成为天经地义的，无须追究其起源的概念了。
自20世纪以来上百年的历程中，随着技术和理论的发展，物理学正是一次次地回到“质量的起源”这一关于世界本原的问题上来，就像远行的水手一次次地回望黑暗中的灯塔。2007年4月，日本有关研究机构宣布依靠严密的计算机模拟，在世界上首次验证了格子量子色动力学中的“手征对称性自发破缺现象”，向解答“为什么物质会有质量”这样的问题又迈进了一步。2008年5月以后，位于瑞士日内瓦，由欧洲核子研究中心建造的大型强子对撞机（LHC）投入运行，去追寻“质量的起源”之谜。
下面，我们引入一个教学片段，看看我们常常是如何开展“质量”概念教学的。
师：（出示情景1：一幅渔民捕鱼归来的丰收图片）收成好，是指什么？
生：鱼多。（也有回答鱼重）
师：鱼的块头比去年的大。
生：块头大，质量比去年的重，体积大，重量大，长和宽大等。
师：鱼的肉也比较多。
师：（出示情景2：两块同一品牌、大小不同的巧克力）两块巧克力的价格为什么不同？
生：质量不同、含物质多少不同、巧克力粉多少不同。
师：请同学们举几个生活中的例子。
生：水（桶、瓶）、油（大瓶、小瓶）。
师：（板书“第5节 质量的测量”和“一、质量可用来表示物体所含物质的多少”，并提出“观察与思考”）铜板被压成了北京奥运会铜牌，前后改变了什么？质量有没有变？为什么？
生：……
师：（板书“铜板压铜牌形状改变质量不变”）分组讨论以下这些物体发生了什么变化？质量有没有变？（1）一瓶啤酒冷藏前后。（2）一块冰化成水。（3）一个苹果由仓库拿到餐厅。（4）一块巧克力被神舟7号由地球带入太空。
生：（分组讨论后汇报）……
师：（板书“物体的质量是由物体本身决定的，不随形状、状态、温度、位置的改变而改变”）……
这是发生在一所海边学校的真实的课堂教学。情景1是生活在渔港的孩子们最熟悉的场景。真实问题往往是一个结构不良的问题。因为评价收成的标准有多和好，多又包含条数多和质量大（体积大），好又包括品种好和块头大，课堂教学的展开恰恰也证明了这点。这是一个好问题，它有利于学生理解在科学概念系统中建立“质量”概念的意义，从而明确学习活动的目的。可惜的是施教者没有意识到利用这个问题的全部价值，只是想从“鱼肉多”为引向“所含物质多”做铺垫。情景2便是一个结构良好的问题，尽管它依然源于孩子们的生活经验，但显然他们更能从体积或者质量多少的角度去理解，可惜的是因为《质量的测量》这一课题的预设抑制了学生对与体积关系的思考。心理学告诉我们，学生开始接触某个概念时，还不能理解什么是它的本质属性，而只是把它当一个样例来理解。在情景2后教师请学生举几个生活中的例子是符合联想主义的学习理论的。联想原则假定，学会一个概念是以下行为的结果：（1）对刺激（价格差异）和将该刺激识别为概念的反应（质量大小）这两者之间的正确配对进行强化；（2）对刺激和将该刺激识别为概念的反应这两者之间的错误配对进行去强化。我们姑且不去评价联想主义理论本身的局限性，就是只站在这个理论的角度，我们发现教学过程中有“正例”，但少了“反例”的正反比较。在导出质量的定义后，施教者设计了“观察与思考”和“分组讨论”两个环节，来进一步清晰质量概念的内涵。
在心理学上，概念形成或概念学习指的是辨识出一组物体或观点的共同属性的过程。现代认知理论中，布鲁纳在《思维研究》一书中将假设-检验模式直接应用于概念学习。即概念获得的初始阶段要选择一个与我们的探究目的一致的假设或者策略。
让我们再来思考质量这一概念，它不同于诸如“动物”“物理变化”这样的概念。在经典物理学中，质量是一个不可化约的基本概念，即万事万物皆有质量，不存在反例。从培养学生科学素养的角度，我们应该把它融入长度、温度、时间等一系列基本物理量的体系中加以学习，使其被结构化，并且渗透科学思想的教育。下面是根据这样的指导思想的质量概念教学设计：
师：前面，我们学习了长度的测量，认识到在我们经验的领域物体总有一定的尺度，要占据一定的存在空间，这个“总”字让我们把长度称为物体的一种属性。那么物体还有没有其它属性呢？
（活动：呈现一整包的大米、一小袋大米、一块板砖和一块同样大小的海绵。请几个学生上来试一试、想一想、议一议、说一说。在学生做的同时，提醒学生关注物体还有没有其他属性，即一个“总”字）
师：先谈谈它们有什么不同。
生：……
师：它们有什么相同呢？
生：……
师：（小结）是的，它们或轻或重，但总有一定的分量，在生活中称之为重量。
师：（出示情景1：只呈现一整包的大米、一小袋大米）现在我们知道尽管一包大米重，一包大米轻，但它们都有我们在生活中所称的重量。接下来，我们思考一下，为什么会一包大米重，一包大米轻？
生：一包大米体积大，一包大米体积小。
师：对。显而易见，一整包的大米所含的米多、一小袋大米所含的米少。请同学们举几个生活中的例子。
生：水桶、水瓶、大瓶的油、小瓶的油、等等。
师：（出示情景2：空间站中的失重场景的影像）
生：这是失重现象。
师：大家再思考，一块巧克力从地球带到空间站，它失重了，但它所含的巧克力有没有减少。
生：没有。
师：因此，重量只是物体所含物质多少的一定条件下的外在表现，即便失重了，可能物体所含物质多少并没有变化，正是基于这样的事实，我们把物体所含物质的多少重新命名为一个新的名字质量。而把重量这个词给了其他的概念，我们以后将会学到。
……
师：科学在发展，概念也在发展，现代物理学尤其是精密宇宙学告诉我们，在宇宙目前的能量密度中“暗能量”约占 72%，“暗物质”约占 24%，而经典意义上的具有质量的物质只占区区4%。这4%的可见物质已经包含了可观测宇宙中近千亿星系、每个星系中近千亿恒星以及我们熟悉的地球上数十亿的灵长类生物。
概念教学中似乎应该融入两条线索，其一是概念本身的发展脉络，其二是学生概念学习的心理脉络。在科学思想和方法的意义上去建立概念之间及概念与其所反映的客观世界之间的联系。
科学教师对概念教学的探索永无止境。
我们先来回顾物理学家对质量概念的认识历程。牛顿是这样来定义的：“物质的量是用它的密度和体积一起来量度的。所以空气的密度加倍，体积加倍，它的量就增加到四倍；体积增加到三倍，它的量就增加到六倍。……我在以后不论何处称之为‘物质’或‘质量’的，就是指这个量而言。”牛顿还写道：“抵抗……正比于物质的量，即正比于经受抵抗的粒子的数目。”
在这里，我们可以归纳牛顿对质量的认识：第一，“物质的量”“物质”和“质量”是同一概念（到了近代，“物质的量”和“质量”已分道扬镳）。第二，质量是用密度和体积的乘积来定义的。反映了要素及要素间的关系。第三，质量的大小与构成物体的微观粒子的量有关。反映了质量与物质结构的关系。第四，质量与力（抵抗）之间存在数学关系。
在经典物理学中，质量是一个不可或缺的基本物理量，它决定着物体的惯性和引力的大小。但现代物理学尤其是精密宇宙学告诉我们，在宇宙目前的能量密度中“暗能量”约占 72%，“暗物质”约占 24%，而经典意义上的具有质量的物质只占区区4%。这4%的可见物质已经包含了可观测宇宙中近千亿星系、每个星系中近千亿恒星以及我们熟悉的地球上数十亿的灵长类生物。此时，“质量”概念就不再成为天经地义的，无须追究其起源的概念了。
自20世纪以来上百年的历程中，随着技术和理论的发展，物理学正是一次次地回到“质量的起源”这一关于世界本原的问题上来，就像远行的水手一次次地回望黑暗中的灯塔。2007年4月，日本有关研究机构宣布依靠严密的计算机模拟，在世界上首次验证了格子量子色动力学中的“手征对称性自发破缺现象”，向解答“为什么物质会有质量”这样的问题又迈进了一步。2008年5月以后，位于瑞士日内瓦，由欧洲核子研究中心建造的大型强子对撞机（LHC）投入运行，去追寻“质量的起源”之谜。
下面，我们引入一个教学片段，看看我们常常是如何开展“质量”概念教学的。
师：（出示情景1：一幅渔民捕鱼归来的丰收图片）收成好，是指什么？
生：鱼多。（也有回答鱼重）
师：鱼的块头比去年的大。
生：块头大，质量比去年的重，体积大，重量大，长和宽大等。
师：鱼的肉也比较多。
师：（出示情景2：两块同一品牌、大小不同的巧克力）两块巧克力的价格为什么不同？
生：质量不同、含物质多少不同、巧克力粉多少不同。
师：请同学们举几个生活中的例子。
生：水（桶、瓶）、油（大瓶、小瓶）。
师：（板书“第5节 质量的测量”和“一、质量可用来表示物体所含物质的多少”，并提出“观察与思考”）铜板被压成了北京奥运会铜牌，前后改变了什么？质量有没有变？为什么？
生：……
师：（板书“铜板压铜牌形状改变质量不变”）分组讨论以下这些物体发生了什么变化？质量有没有变？（1）一瓶啤酒冷藏前后。（2）一块冰化成水。（3）一个苹果由仓库拿到餐厅。（4）一块巧克力被神舟7号由地球带入太空。
生：（分组讨论后汇报）……
师：（板书“物体的质量是由物体本身决定的，不随形状、状态、温度、位置的改变而改变”）……
这是发生在一所海边学校的真实的课堂教学。情景1是生活在渔港的孩子们最熟悉的场景。真实问题往往是一个结构不良的问题。因为评价收成的标准有多和好，多又包含条数多和质量大（体积大），好又包括品种好和块头大，课堂教学的展开恰恰也证明了这点。这是一个好问题，它有利于学生理解在科学概念系统中建立“质量”概念的意义，从而明确学习活动的目的。可惜的是施教者没有意识到利用这个问题的全部价值，只是想从“鱼肉多”为引向“所含物质多”做铺垫。情景2便是一个结构良好的问题，尽管它依然源于孩子们的生活经验，但显然他们更能从体积或者质量多少的角度去理解，可惜的是因为《质量的测量》这一课题的预设抑制了学生对与体积关系的思考。心理学告诉我们，学生开始接触某个概念时，还不能理解什么是它的本质属性，而只是把它当一个样例来理解。在情景2后教师请学生举几个生活中的例子是符合联想主义的学习理论的。联想原则假定，学会一个概念是以下行为的结果：（1）对刺激（价格差异）和将该刺激识别为概念的反应（质量大小）这两者之间的正确配对进行强化；（2）对刺激和将该刺激识别为概念的反应这两者之间的错误配对进行去强化。我们姑且不去评价联想主义理论本身的局限性，就是只站在这个理论的角度，我们发现教学过程中有“正例”，但少了“反例”的正反比较。在导出质量的定义后，施教者设计了“观察与思考”和“分组讨论”两个环节，来进一步清晰质量概念的内涵。
在心理学上，概念形成或概念学习指的是辨识出一组物体或观点的共同属性的过程。现代认知理论中，布鲁纳在《思维研究》一书中将假设-检验模式直接应用于概念学习。即概念获得的初始阶段要选择一个与我们的探究目的一致的假设或者策略。
让我们再来思考质量这一概念，它不同于诸如“动物”“物理变化”这样的概念。在经典物理学中，质量是一个不可化约的基本概念，即万事万物皆有质量，不存在反例。从培养学生科学素养的角度，我们应该把它融入长度、温度、时间等一系列基本物理量的体系中加以学习，使其被结构化，并且渗透科学思想的教育。下面是根据这样的指导思想的质量概念教学设计：
师：前面，我们学习了长度的测量，认识到在我们经验的领域物体总有一定的尺度，要占据一定的存在空间，这个“总”字让我们把长度称为物体的一种属性。那么物体还有没有其它属性呢？
（活动：呈现一整包的大米、一小袋大米、一块板砖和一块同样大小的海绵。请几个学生上来试一试、想一想、议一议、说一说。在学生做的同时，提醒学生关注物体还有没有其他属性，即一个“总”字）
师：先谈谈它们有什么不同。
生：……
师：它们有什么相同呢？
生：……
师：（小结）是的，它们或轻或重，但总有一定的分量，在生活中称之为重量。
师：（出示情景1：只呈现一整包的大米、一小袋大米）现在我们知道尽管一包大米重，一包大米轻，但它们都有我们在生活中所称的重量。接下来，我们思考一下，为什么会一包大米重，一包大米轻？
生：一包大米体积大，一包大米体积小。
师：对。显而易见，一整包的大米所含的米多、一小袋大米所含的米少。请同学们举几个生活中的例子。
生：水桶、水瓶、大瓶的油、小瓶的油、等等。
师：（出示情景2：空间站中的失重场景的影像）
生：这是失重现象。
师：大家再思考，一块巧克力从地球带到空间站，它失重了，但它所含的巧克力有没有减少。
生：没有。
师：因此，重量只是物体所含物质多少的一定条件下的外在表现，即便失重了，可能物体所含物质多少并没有变化，正是基于这样的事实，我们把物体所含物质的多少重新命名为一个新的名字质量。而把重量这个词给了其他的概念，我们以后将会学到。
……
师：科学在发展，概念也在发展，现代物理学尤其是精密宇宙学告诉我们，在宇宙目前的能量密度中“暗能量”约占 72%，“暗物质”约占 24%，而经典意义上的具有质量的物质只占区区4%。这4%的可见物质已经包含了可观测宇宙中近千亿星系、每个星系中近千亿恒星以及我们熟悉的地球上数十亿的灵长类生物。
概念教学中似乎应该融入两条线索，其一是概念本身的发展脉络，其二是学生概念学习的心理脉络。在科学思想和方法的意义上去建立概念之间及概念与其所反映的客观世界之间的联系。
科学教师对概念教学的探索永无止境。